Nyligen har Xiao-Jun Lius forskargrupp vid Institute of Precision Measurement (IPM) gjort viktiga framsteg inom området attosekundsfysik. Teamet föreslog ett nytt schema kallat "polarisation gate attosecond", som realiserar ultrasnabb detektering av elektronkorrelationsdynamik i stark laserdriven atomisk jonisering. Resultaten publicerades i Physical Review Letters, en ledande fysiktidskrift, och valdes ut som ett redaktörsförslag.
Att avslöja lagarna för elektronisk dynamik inom materia på attosecond-tidsskalan är en viktig fysisk grund för att känna igen och förstå de många ultrasnabba fotofysiska och fotokemiska processerna i naturen. Av denna anledning har 2023 års Nobelpris i fysik tilldelats tre forskare som har gjort enastående bidrag till forskning inom området attosekundsfysik. Bland de många spektroskopiska teknikerna för attosecond-mätningar erbjuder attosecond angular streak-tekniken (även känd som "attosecond") ett unikt sätt att sondera attosecond elektroniska dynamiska processer på grund av dess självreferensegenskaper - attosecond tidsupplösning kan uppnås genom att använda femtosekund laser pulser utan användning av attosecond ljuspulser. "Attosekunden" tillhandahåller ett unikt sätt att på djupet undersöka dynamiken i attosekundens elektroniska processer. "Attosekund"-tekniken har framgångsrikt tillämpats för mätning av starkfältselektrontunneltid, tvåelektronjoniseringstidsfördröjning vid sekventiell dubbeljonisering, etc. Den traditionella "attosekund"-tekniken kan dock inte direkt tillämpas på mer komplexa fysikaliska processer såsom elektron-elektronkorrelation, på grund av den elliptiskt polariserade optiska pulsen som används. -elektronkorrelation och andra mer komplexa fysikaliska processer.
För att övervinna detta problem har Xiaojun Lius forskargrupp föreslagit ett "attosecond"-schema baserat på "polarization gate" laserpulser och framgångsrikt tillämpat det på realtidsdetektering av elektron-elektronkorrelationsdynamik i starkfälts atomär dubbeljonisering processer. Realtidsdetektering av elektron-elektronkorrelationsdynamik i starkfälts atomär dubbeljonisering. Baserat på det tidigare etablerade och utvecklade bärarhöljefasstabiliserade femtosekundlasersystemet, syntetiserade forskargruppen framgångsrikt "polarisationsgrind" ultrakorta optiska pulser genom att exakt kontrollera tidsfördröjningen och bärvågsenveloppfasen för två strålar med vänsterrotation och höger- rotation cirkulärt polariserade femtosekundlaserpulser, förverkligande av den elliptiska polariseringen av laserpulserna i attosekundstidens noggrannhet och exakt kontroll. Laserpulsens elliptiska polarisationstillstånd är exakt styrbart i attosekundtidsprecision. Jämfört med den enda elliptiskt polariserade optiska pulsen som vanligtvis används i den tidigare attosecond-teknologin, kan den ultrakorta "polarisationsporten" inte bara effektivt förbereda elektronkorrelationstillståndet och driva elektronkorrelationsemissionen i polarisationsområdet nära dess centrum, utan bibehåller också särdrag av högprecisionssampling av elektronemissionstid i attosecond vinkelränder. Forskargruppen använde ett starkt fält av en argonatom för att ta prov på elektronemissionstiden. Forskargruppen har framgångsrikt demonstrerat tekniken "polarization gate attosecond" genom att studera den korrelerade elektronemissionens tidsskillnad mellan de dubbelt exciterade tillstånden som genereras av argonatomers starkfälts dubbeljoniseringsprocess som ett exempel. Studien visar att joniseringen av två associerade elektroner i det dubbelt exciterade tillståndet huvudsakligen utförs genom två olika kanaler, och tekniken "polarization gate a second" mäter exakt joniseringens tidsskillnad mellan de två associerade elektronerna som motsvarar de olika kanalerna, vilka är 234 (±22) arsec respektive 1043 (±73) arsec.
